Controle robusto via LMIs aplicado a estabilização de sistemas de potência

Abstract

Esta pesquisa propõe a aplicação de um controlador de realimentação estados conhecido como Linear Quadratic Regulator com observador de estados via Linear Matrix Inequalities utilizando o conceito de D-estabilidade com o objetivo de adicionar amortecimento as oscilações eletromecânicas de baixa frequência e garantir a estabilidade dos sistemas elétricos de potência conhecidos na literatura por Single Machine Infinite Bus e Stagg, que foram modelados por meio do Modelo de Sensibilidade de Corrente considerando incertezas politópicas. O propósito é inserir um sinal estabilizante ao sistema por meio do Regulador Automático de Tensão acoplado ao gerador síncrono. Nas simulações, foram consideradas variações paramétricas nas cargas dos sistemas, bem como pertubações exógenas na forma de uma elevação da potência mecânica de entrada sobre o eixo do gerador. Além disso, foi considerado um controlador ótimo LQR do trabalho de Fortes et al. (2020) com o objetivo de comparar a nova aplicação deste trabalho. Nesse contexto, os resultados são comparados e analisados por meio de respostas no domínio do tempo e da frequência, bem como a utilização dos índices de desempenho IAE, ISE, ITAE e ITSE para comparar de forma quantitativa os resultados obtidos. Por fim, conforme os resultados obtidos, constatou-se que os controladores propostos para o caso do SMIB conseguiram estabilizar o sistema, destacando-se o controlador DLQR com o observador, que por sua vez obteve os melhores índices de desempenho. Por outro lado, o controlador com observador não conseguiu estabilizar o sistema Stagg, todavia os controladores LQR e DLQR obtiveram desempenhos satisfatórios nesta pesquisa. Portanto, conclui-se que os controladores estudados são importantes no estudo da estabilidade de Sistemas Elétricos de Potência